一种控制抗HSUB2/SUBS腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺.pdf

摘要
申请专利号：	CN201210545954.1	申请日：	2012.12.17
公开号：	CN102990030A	公开日：	2013.03.27
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B22D 11/18申请日:20121217\|\|\|公开
IPC分类号：	B22D11/18; B22D11/16	主分类号：	B22D11/18
申请人：	南京钢铁股份有限公司
发明人：	尹雨群; 许志刚; 唐春霞; 黄福祥; 李强; 王新华
地址：	210035 江苏省南京市六合区卸甲甸南京钢铁股份有限公司
优先权：
专利代理机构：	南京苏科专利代理有限责任公司 32102	代理人：	任立;姚姣阳
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内容摘要

本发明属于炼钢连铸技术领域，是一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制中间包钢水的过热度在25-50℃之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3-10mm。本发明无需改动连铸设备，只需改动有限的连铸工艺参数即可实现。本发明通过改变传统观点上对钢水浇注温度的控制方式，优化抗H2S腐蚀用钢浇铸时中间包钢水温度、拉速和轻压下工艺参数（压下量），降低铸坯中溶质元素的半宏观偏析程度，控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而提高抗H2S腐蚀用钢钢板的HIC和SCC性能。

权利要求书

权利要求书一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：控制中间包钢水的过热度在25‑50℃之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3‑10mm。
如权利要求1所述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：控制拉速为1.4‑1.5m/min，控制二冷区的比水量为0.6‑1.1L/kg。
如权利要求1所述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035‑0.080%，Si：0.30‑0.60%，Mn：0.80‑1.50%，S：0.0007‑0.0015%，P：0.0050‑0.0150%，Als：0.02‑0.05%，N：0.0035‑0.0060%，其余为Fe。
如权利要求1或2或3所述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.055%，Si：0.30%，Mn：1.25%，S：0.0010%，P：0.010%，Als：0.025%，N：0.0035%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为30℃，二冷区的比水量为0.6L/kg，轻压下的压下量为3mm，压下区间在固相率为fs=0.20‑0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.05%。
如权利要求1或2或3所述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035%，Si：0.60%，Mn：0.80%，S：0.0015%，P：0.0150%，Als：0.02%，N：0.0060%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为1800mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为35℃，二冷区的比水量为0.8L/kg，轻压下的压下量为5mm，压下区间在固相率为fs=0.20‑0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.10%。
如权利要求1或2或3所述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.080%，Si：0.50%，Mn：1.50%，S：0.0007%，P：0.0050%，Als：0.05%，N：0.0050%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为1850mm，拉速为1.5m/min，中间包钢水的过热度为45℃，二冷区的比水量为1.1L/kg，轻压下的压下量为10mm，压下区间在固相率为fs=0.20‑0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.08%。

说明书

说明书一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺
技术领域
本发明属于炼钢连铸技术领域，具体的说是一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺。
背景技术
抗H2S腐蚀用钢由于其工作环境的需要，对钢中的杂质元素含量、夹杂物及微观组织的控制要求及其苛刻。氢致裂纹（Hydrogen Induced Crack）一般起源于钢中的非金属夹杂物（如MnS、条串状CaO‑Al2O3）并沿着由铸坯中心偏析引起的硬化组织扩展传播，因此生产抗H2S腐蚀用钢既要降低钢中杂质元素含量（S≤15ppm，P≤150ppm），又要严格控制连铸坯杂质元素的中心偏析，降低元素C、S、P和Mn在铸坯厚度中心的偏析程度，从而防止轧制过程钢板中心硬化组织的形成，提高钢板微观组织的均匀性。
半宏观偏析是指介于枝晶间的微观偏析和宏观偏析之间的一种偏析现象，其大小约为300μm～3mm之间。铸坯半宏观偏析的评价方法如下：对浇铸的半宽断面铸坯的低倍组织照片进行拍照，并对中心线的面积进行分段统计，然后计算该中心线面积占整个半宽断面的面积比（S.A.），面积比S.A.的计算公式如下：
式（1）
式中，Si为每一段断面的中心偏析线面积，L为所分析的断面长度（不计三角区），D为铸坯厚度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而达到减轻铸坯半宏观偏析面积比，改善板坯的半宏观偏析，提高钢板的抗HIC性能的目的。
本发明人为了解决上述技术问题，进行了深入研究，通过对抗H2S腐蚀用钢的连铸板坯进行枝晶腐蚀，得到清晰的铸坯枝晶结构后，对铸坯中心的半宏观偏析点进行界定，然后对铸坯中心的半宏观偏析点按照式（1）进行面积的统计，并计算其偏析面积比。调整浇注过程中中间包钢水的温度，在恒定拉速、二冷比水量以及轻压下工艺参数的情况下，通过对抗H2S管线钢生产过程中中间包钢水温度的控制，结果发现，可以控制铸坯中心的不同组织，当过钢水过热度为5‑25℃时，铸坯的中心为等轴晶组织，此时铸坯中心半宏观偏析的面积比约为0.15‑0.25%；而当钢水过热度为25‑50℃时，铸坯的中心为柱状晶组织，此时铸坯的半宏观偏析面积比约为0.05‑0.15%之间。
进一步进行了潜心研究，通过稳定铸坯的拉速和二冷配水，并将浇注过程中钢水的过热度控制在25‑50℃之间，通过逐步增加轻压下工艺的压下量，结果令人惊奇的发现可以显著的降低铸坯半宏观偏析面积比；本发明人通过了四种轻压下工艺的压下量实验，包括0mm、0‑3mm和3‑10mm四种压下量情况，其结果表明当压下量为3‑10mm时，铸坯中心的半宏观偏析点最小，其面积比也最小，且不出现中心裂纹等其它内部质量问题，铸坯半宏观偏析的面积比可以被控制到0.15%以下。
从而得本发明解决上述技术问题的技术方案：
一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制中间包钢水的过热度在25‑50℃之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3‑10mm。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制拉速为1.4‑1.5m/min，控制二冷区的比水量为0.6‑1.1L/kg。
前述的控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035‑0.080%，Si：0.30‑0.60%，Mn：0.80‑1.50%，S：0.0007‑0.0015%，P：0.0050‑0.0150%，Als：0.02‑0.05%，N：0.0035‑0.0060%，其余为Fe。
本发明无需改动连铸设备，只需改动有限的连铸工艺参数即可实现。本发明通过改变传统观点上对钢水浇注温度的控制方式，优化抗H2S腐蚀用钢浇铸时中间包钢水温度、拉速和轻压下工艺参数（压下量），降低铸坯中溶质元素的半宏观偏析程度，控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而提高抗H2S腐蚀用钢钢板的HIC和SCC性能。
附图说明
图1为本发明实施例1的抗H2S腐蚀用钢铸坯低倍组织照片。
具体实施方式
实施例1
本实施例是一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.055%，Si：0.30%，Mn：1.25%，S：0.0010%，P：0.010%，Als：0.025%，N：0.0035%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为30℃，二冷区的比水量为0.6L/kg，轻压下的压下量为3mm，压下区间在固相率为fs=0.20对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.05%。
实施例2
本实施例是一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035%，Si：0.60%，Mn：0.80%，S：0.0015%，P：0.0150%，Als：0.02%，N：0.0060%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为1800mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为35℃，二冷区的比水量为0.8L/kg，轻压下的压下量为5mm，压下区间在固相率为fs=0.50之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.10%。
实施例3
本实施例是一种控制抗H2S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.080%，Si：0.50%，Mn：1.50%，S：0.0007%，P：0.0050%，Als：0.05%，N：0.0050%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为1850mm，拉速为1.5m/min，中间包钢水的过热度为45℃，二冷区的比水量为1.1L/kg，轻压下的压下量为10mm，压下区间在固相率为fs=0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.08%。
图1为本发明实施例1的抗H2S腐蚀用钢铸坯低倍组织照片，由铸坯低倍组织照片上所反映的中心偏析变细，提高过热度对中心偏析有改善。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102990030 A (43)申请公布日 2013.03.27 C N 1 0 2 9 9 0 0 3 0 A *CN102990030A* (21)申请号 201210545954.1 (22)申请日 2012.12.17 B22D 11/18(2006.01) B22D 11/16(2006.01) (71)申请人南京钢铁股份有限公司地址 210035 江苏省南京市六合区卸甲甸南京钢铁股份有限公司 (72)发明人尹雨群许志刚唐春霞黄福祥李强王新华 (74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司 32102 代理人任立姚姣阳 (54) 发明名称。

2、一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺 (57) 摘要本发明属于炼钢连铸技术领域，是一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制中间包钢水的过热度在25-50之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3-10mm。本发明无需改动连铸设备，只需改动有限的连铸工艺参数即可实现。本发明通过改变传统观点上对钢水浇注温度的控制方式，优化抗H 2 S腐蚀用钢浇铸时中间包钢水温度、拉速和轻压下工艺参数（压下量），降低铸坯中溶质元素的半宏观偏析程度，控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而提高抗H 2 S腐蚀用钢钢板的HIC和 SCC。

3、性能。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页说明书3页附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 3 页附图 1 页 1/1页 2 1.一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：控制中间包钢水的过热度在25-50之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3-10mm。 2.如权利要求1所述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：控制拉速为1.4-1.5m/min，控制二冷区的比水量为0.6-1.1L/kg。 3.如权利要求1所述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工。

4、艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035-0.080%，Si：0.30-0.60%，Mn：0.80-1.50%， S：0.0007-0.0015%，P：0.0050-0.0150%，Als：0.02-0.05%，N：0.0035-0.0060%，其余为Fe。 4.如权利要求1或2或3所述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.055%，Si：0.30%，Mn：1.25%，S： 0.0010%，P：0.010%，Als：0.025%，N：0.0035%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为 1。

5、850mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为30，二冷区的比水量为0.6L/kg，轻压下的压下量为3mm，压下区间在固相率为fs=0.20-0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.05%。 5.如权利要求1或2或3所述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035%，Si：0.60%，Mn：0.80%， S：0.0015%，P：0.0150%，Als：0.02%，N：0.0060%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为 1800mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为35，二冷区。

6、的比水量为0.8L/kg，轻压下的压下量为5mm，压下区间在固相率为fs=0.20-0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.10%。 6.如权利要求1或2或3所述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，其特征在于：中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.080%，Si：0.50%，Mn：1.50%， S：0.0007%，P：0.0050%，Als：0.05%，N：0.0050%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为 1850mm，拉速为1.5m/min，中间包钢水的过热度为45，二冷区的比水量为1.1L/kg，轻压下的压下量为10mm，压下区间在固相。

7、率为fs=0.20-0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.08%。权利要求书CN 102990030 A 1/3页 3 一种控制抗 H 2 S 腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺技术领域 0001 本发明属于炼钢连铸技术领域，具体的说是一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺。背景技术 0002 抗H 2 S腐蚀用钢由于其工作环境的需要，对钢中的杂质元素含量、夹杂物及微观组织的控制要求及其苛刻。氢致裂纹（Hydrogen Induced Crack）一般起源于钢中的非金属夹杂物（如MnS、条串状CaO-Al 2 O 3 ）并沿着由铸坯中心偏析。

8、引起的硬化组织扩展传播，因此生产抗H 2 S腐蚀用钢既要降低钢中杂质元素含量（S15ppm，P150ppm），又要严格控制连铸坯杂质元素的中心偏析，降低元素C、S、P和Mn在铸坯厚度中心的偏析程度，从而防止轧制过程钢板中心硬化组织的形成，提高钢板微观组织的均匀性。 0003 半宏观偏析是指介于枝晶间的微观偏析和宏观偏析之间的一种偏析现象，其大小约为300m3mm之间。铸坯半宏观偏析的评价方法如下：对浇铸的半宽断面铸坯的低倍组织照片进行拍照，并对中心线的面积进行分段统计，然后计算该中心线面积占整个半宽断面的面积比（S.A.），面积比S.A.的计算公式如下：式（1）式中，Si为每一。

9、段断面的中心偏析线面积，L为所分析的断面长度（不计三角区），D为铸坯厚度。发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是：如何控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而达到减轻铸坯半宏观偏析面积比，改善板坯的半宏观偏析，提高钢板的抗 HIC性能的目的。 0005 本发明人为了解决上述技术问题，进行了深入研究，通过对抗H 2 S腐蚀用钢的连铸板坯进行枝晶腐蚀，得到清晰的铸坯枝晶结构后，对铸坯中心的半宏观偏析点进行界定，然后对铸坯中心的半宏观偏析点按照式（1）进行面积的统计，并计算其偏析面积比。调整浇注过程中中间包钢水的温度，在恒定拉速、二冷比水量以及轻压下工艺参数的情况。

10、下，通过对抗H 2 S管线钢生产过程中中间包钢水温度的控制，结果发现，可以控制铸坯中心的不同组织，当过钢水过热度为5-25时，铸坯的中心为等轴晶组织，此时铸坯中心半宏观偏析的面积比约为0.15-0.25%；而当钢水过热度为25-50时，铸坯的中心为柱状晶组织，此时铸坯的半宏观偏析面积比约为0.05-0.15%之间。 0006 进一步进行了潜心研究，通过稳定铸坯的拉速和二冷配水，并将浇注过程中钢水的过热度控制在25-50之间，通过逐步增加轻压下工艺的压下量，结果令人惊奇的发现可以显著的降低铸坯半宏观偏析面积比；本发明人通过了四种轻压下工艺的压下量实验，包括0mm、0-3mm和3-1。

11、0mm四种压下量情况，其结果表明当压下量为3-10mm时，铸坯中心的半说明书CN 102990030 A 2/3页 4 宏观偏析点最小，其面积比也最小，且不出现中心裂纹等其它内部质量问题，铸坯半宏观偏析的面积比可以被控制到0.15%以下。 0007 从而得本发明解决上述技术问题的技术方案：一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制中间包钢水的过热度在 25-50之间，并控制连铸板坯生产过程中轻压下的总压下量为3-10mm。 0008 本发明进一步限定的技术方案是：前述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，控制拉速为1.4-1.5m/min，控制二冷区。

12、的比水量为0.6-1.1L/kg。 0009 前述的控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035-0.080%，Si：0.30-0.60%，Mn：0.80-1.50%，S：0.0007-0.0015%，P： 0.0050-0.0150%，Als：0.02-0.05%，N：0.0035-0.0060%，其余为Fe。 0010 本发明无需改动连铸设备，只需改动有限的连铸工艺参数即可实现。本发明通过改变传统观点上对钢水浇注温度的控制方式，优化抗H 2 S腐蚀用钢浇铸时中间包钢水温度、拉速和轻压下工艺参数（压下量），降低铸坯中溶质元素的半宏观。

13、偏析程度，控制连铸坯溶质元素的半宏观偏析面积比小于0.15%，从而提高抗H 2 S腐蚀用钢钢板的HIC和SCC性能。附图说明 0011 图1为本发明实施例1的抗H 2 S腐蚀用钢铸坯低倍组织照片。具体实施方式 0012 实施例1 本实施例是一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.055%，Si：0.30%，Mn：1.25%，S：0.0010%，P：0.010%，Als：0.025%， N：0.0035%，其余为Fe；连铸板坯的厚度为230mm，宽度为1850mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为30，二冷区的比水量为。

14、0.6L/kg，轻压下的压下量为3mm，压下区间在固相率为fs=0.20对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.05%。 0013 实施例2 本实施例是一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.035%，Si：0.60%，Mn：0.80%，S：0.0015%，P：0.0150%，Als：0.02%， N：0.0060%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为1800mm，拉速为1.4m/min，中间包钢水的过热度为35，二冷区的比水量为0.8L/kg，轻压下的压下量为5mm，压下区间在固相率为 fs=0.50之间对应的区域，连。

15、铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.10%。 0014 实施例3 本实施例是一种控制抗H 2 S腐蚀用钢铸坯半宏观偏析的连铸工艺，中间包钢水的化学成分重量百分比为：C：0.080%，Si：0.50%，Mn：1.50%，S：0.0007%，P：0.0050%，Als：0.05%， N：0.0050%，其余为Fe；连铸板坯的230mm，宽度为1850mm，拉速为1.5m/min，中间包钢水的过热度为45，二冷区的比水量为1.1L/kg，轻压下的压下量为10mm，压下区间在固相率为 fs=0.80之间对应的区域，连铸坯中心半宏观偏析的面积比为0.08%。 0015 图1为本发明实施例1的抗H 2 S腐蚀用钢铸坯低倍组织照片，由铸坯低倍组织照说明书CN 102990030 A 3/3页 5 片上所反映的中心偏析变细，提高过热度对中心偏析有改善。 0016 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。说明书CN 102990030 A 1/1页 6 图1 说明书附图CN 102990030 A 。

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